Чем питается инфузория туфелька кратко
Описание, строение и размеры инфузории-туфельки
Инфузория-туфелька известна ещё со школьных уроков биологии. Это один из видов ресничных одноклеточных организмов, который не относится к царству животных, растений или грибов, а входит в промежуточную группу протистов. Обитает существо в пресной воде, а интересное название оно получило за постоянную форму тела, подобную отпечатку подошвы туфли.
Инфузория туфелька – ресничный одноклеточный организм, который входит в промежуточную группу протистов
Научная классификация
Вид инфузорий относится к надцарству эукариотов, то есть организмов, обладающих ядром. Им соответствует тип ресничных, класс Oligohymenophorea и род парамеций. Особенностью представителей этого ранга является предпочтение кислыми условиями среды.
Исследователи в своё время затратили множество усилий на расшифровку генома некоторых видов, относящихся к парамециям. Оказалось, что он содержит 40 000 генов, кодирующих белки, тогда как у человека их всего около 28 000. Увеличение количества генов произошло в результате нескольких дупликаций первоначального генома. Способ кодирования последовательности аминокислотных остатков у инфузорий уникален наличием единичного, а не тройственного, как в универсальном генетическом коде, кодона, который завершает синтез полипептидной цепи.
Общее описание
Оптимальная среда обитания для организма — пресная стоячая вода, в которой есть разлагающиеся органические соединения. В частности, этим условиям соответствует домашний аквариум, в пробе илистой воды которого часто обнаруживаются простейшие.
Среда обитания инфузории туфельки – стоячая вода
Рассмотреть инфузорию можно только под микроскопом, так как её размер не превышает 0,1−0,3 мм. Почти на 7% клетка состоит из сухого вещества, химический состав которого представлен следующими компонентами:
Тело инфузории-туфельки покрыто плотным слоем цитоплазмы, под наружной мембраной которой расположены такие элементы цитоскелета, как альвеолы и микротрубочки. Организм состоит из следующих элементов:
Каждый органоид выполняет важные функции.
Ядро и ядрышко
У инфузории есть два ядра, каждое из которых имеет своё строение и функции. Малое обладает округлой формой, содержит в себе наследственный материал. С его генома плохо считываются матричные РНК, поэтому наследственная информация не преобразуется в белок или иной функциональный продукт, и экспрессия генов отсутствует. В случае разрушения ядрышка жизнь туфельки продолжается, но она будет только размножаться бесполым путём, половой процесс будет невозможен.
Созревание большого ядра бобовидной формы приводит к сложным перестройкам в наследственном материале. С его генов считываются все мРНК, поэтому именно от него зависит синтез белков. Разрушает ядро половой процесс, но по его окончании макронуклеус снова восстанавливается.
Реснички и трихоцисты
Ресничек у маленькой клетки насчитывается от 10 до 15 тысяч. Они вырастают из базальных телец, которые формируют сложную систему цитоскелета, включающую в себя посткинетодесмальные фибриллы и филаменты. В основании органелл образуются парасомальные мешочки, возникающие вследствие впячивания наружной мембраны.
Ресничек у инфузории насчитывается от 10 до 15 тысяч
Между плотно расположенными инфузорными ресничками ещё остаётся место для 5−8 тысяч органоидов защиты, называемых трихоцистами. Они представляют собой одну из разновидностей секреторных пузырьков, выталкиваемых инфузорией в процессе экзоцитоза. Выглядят они как тела с наконечником, поперечно исчерченные через каждые 7 нм, располагаются в мембранных мешочках. Защитная функция проявляется в моментальном удлинении и выстреливании в случае опасности. Однако некоторые представители инфузорий лишены таких органелл и при этом вполне жизнеспособны.
Изгибая тело, инфузория может поменять направление. При неожиданном столкновении с препятствием она резко подастся назад, так как в её мембране резко уменьшится разность потенциалов, и внутрь проникнут ионы кальция. Затем туфелька будет в течение некоторого времени совершать движения вперёд и обратно, за время которых кальций выйдет из клетки, и вскоре продолжит путь по изначальной траектории.
Органы, обеспечивающие питание
Рот туфельки выглядит как углубление на теле, переходящее в клеточную глотку. Вокруг ротового отверстия расположены сложные структуры, сформированные из цилий. Питается инфузория-туфелька в основном водорослями, бактериями и другими мелкими одноклеточными организмами, которых находит по выделяемым ими химическим веществам. Волосковидные структуры вокруг рта загоняют добычу в глотку вместе с потоком воды.
Рот инфузории выглядит как углубление на теле
Далее еда поступает в пищеварительную вакуоль, образованную в процессе фагоцитоза, и под действием цитоплазматического потока перемещается в задний конец клетки, возвращается к передней части и снова уходит назад. Вакуоль сливается с лизосомами, что сопровождается возникновением кислотной среды, которая постепенно сдвигается в сторону слабощелочной.
Фагосома мигрирует и увеличивает скорость всасывания путём отделения мелких мембранных пузырьков. Всё, что не может быть переварено, выбрасывается через порошицу, лишённую развитой цитоплазмы. Переваренные продукты рассредоточиваются по межклеточному пространству и используются для осуществления жизнедеятельности.
После выполнения своей функции вакуоль сливается с наружной мембраной и разрушается, выделяя мелкие пузырьки. Впоследствии они по микротрубкам, образующим цитоскелет, поступают в клеточную глотку, где формируют новую фагосому.
Интересно, что обилие пищи влияет на то, сколько живёт инфузория-туфелька. Продолжительность жизни составляет всего несколько дней при избыточном питании и несколько месяцев (иногда до года) при скудном рационе.
Сократительные вакуоли
Сократительные вакуоли расположены на передней и задней частях клеток. Каждая из них состоит из резервуара, открывающегося наружу порой, и отходящих радиальных каналов, окружённых множеством тонких трубочек, перекачивающих жидкость из цитоплазмы. Всю хрупкую систему удерживает цитоскелет.
Основная функция этих внутренних органоидов — осморегуляция. Диффузия молекул воды внутрь клетки приводит к избытку жидкости, который и выводится вакуолями. Приводящие каналы откачивают воду в резервуар, который затем сокращается и отделяется от трубок, через пору выбрасывая воду за пределы клетки. Две вакуоли работают попеременно, каждая сокращается по 10−25 секунд в зависимости от температуры окружающей среды. Спустя час выброшенный объём жидкости приравнивается к объёму самой клетки.
Процесс размножения
Инфузория-туфелька размножается бесполым способом, который заключается в поперченном делении и сопровождается сложными процессами регенерации. Так как из единой особи получается две, каждой из новых туфелек достаётся по одной сократительной вакуоли, и они вынуждены достраивать недостающую самостоятельно. Клеточный рот достаётся только одной инфузории, а второй в это время приходится образовывать ротовое отверстие с необходимыми структурами вокруг него. Базальные тельца и новые реснички каждая представительница формирует самостоятельно.
Инфузориям свойственен и половой процесс, называемый конъюгацией, он заключается в переносе ядер между клетками партнёров. В процессе принимают участие туфельки, образованные делением разных материнских клеток. Они склеиваются ротовыми полостями, в результате чего образуется цитоплазматический мостик.
Инфузории могут размножаться как бесполым, так и половым способом
В это время у каждой особи разрушаются большие ядра, а малые делятся, вдвое уменьшая при этом количество хромосом. В результате получается 4 ядра, 3 из которых разрушаются. Оставшееся делится на два генетически идентичных ядра, и у каждого партнёра образуются мужской и женский пронуклеусы. Женские ядра остаются каждое в своей клетке, а мужскими инфузории обмениваются. При обмене происходит слияние женского и мужского пронуклеусов и образуется новое ядро, делящееся ещё на два. Они и становятся новыми большим и малым ядрами.
Возможности изучения
Рассказ про инфузорию-туфельку можно услышать ещё в школе, но как именно исследователи изучали крохотный организм, знают не все. На самом деле в наблюдении за ним нет ничего сложно, кроме того, размер в десятые миллиметра является довольно большим для простейших. Всё это означает, что исследования можно провести даже в домашних условиях, но сначала для этого нужно развести культуру инфузорий.
Поскольку туфельки присутствуют во всех водоёмах, вода берётся из этих источников. Для чистоты эксперимента нужно взять три стеклянные ёмкости и в одну из них положить разлагающиеся веточки и листья, в другую — живые растения, в третью — ил со дна. Все материалы берутся из водоёма, оттуда же добывается и жидкость и заливается в банки.
Когда всё готово, нужно внимательно просмотреть содержимое ёмкости и убедиться, что в ней нет посторонних видимых глазом организмов, например, насекомых или личинок. Если они есть, их придётся выловить, в противном случае инфузории будут съедены. Подготовленная среда обитания ставится на окно, прикрывается стеклом и оставляется при комнатной температуре на несколько дней. При этом нужно следить, чтобы на ёмкость не попадали прямые солнечные лучи.
Спустя двое суток банку следует встряхнуть и проверить, не появилось ли там каких-либо организмов. Это могут быть как туфельки, так и другие существа, но проверяется это просто. Нужно взять каплю воды у освещённой стенки сосуда ближе к поверхности, именно в этом месте будет концентрироваться большинство интересующих организмов. Затем каплю следует поместить на стекло и рассмотреть через микроскоп или хотя бы лупу.
Если при этом видны веретеновидные тела, перемещающиеся быстро и плавно и вращающиеся вокруг своей оси, значит, получилось развести туфелек. Если в капле присутствует кусочек зелени или бактериальная плёнка, сразу множество инфузорий будет скапливаться вокруг пищи.
Для ускорения процесса размножения инфузорий нужно поместить их в благоприятную среду
Отделить туфелек от других животных несложно. Обычно они двигаются намного быстрее остальных организмов, этим и нужно воспользоваться. Для этого каплю, в которой есть несколько типов существ, помещают на стекло и ставят в хорошо освещённое место. Рядом с ней приливают небольшое количество свежей воды и проводят зубочисткой линию от одной жидкости к другой так, чтобы получился тонкий водяной мостик, соединяющий две среды. Инфузории быстро пройдут расстояние и окажутся в новой капле.
Бывает, что не удаётся рассмотреть ничего живого в воде, в таком случае можно добавить в ёмкость несколько капель кипячёного молока и подождать ещё два дня. Спустя это время можно ещё раз попытаться изучить развившиеся организмы.
Далее туфельки будут размножаться, ускорить этот процесс можно, создав им благоприятные условия. Для этого их помещают в одну из следующих сред:
Разведённые таким образом организмы могут использоваться для наблюдения за ними в исследовательских целях либо приносить практическую пользу. Поскольку инфузории — естественные санитары пресных вод, они могут дезинфицировать жидкость в аквариумах с рыбами, а также служить кормом для мальков.
Таким образом, инфузории-туфельки — это удивительные организмы, обладающие уникальными особенностями (например, половым процессом без размножения), они могут быть изучены даже в домашних условиях.
Инфузории (ресничные)
Инфузория-туфелька
Если бы не сократительные вакуоли, удаляющие избыток воды, клетка лопнула, как переполненный воздушный шарик.
При конъюгации две инфузории соединяются в области клеточных ртов (цитостом), между ними возникает цитоплазматический мостик. Вегетативное ядро (полиплоидное) каждой клетки растворяется, а генеративное (2n) мейотически делится, в результате образуется 4 ядра (n), 3 из которых растворяются, а одно оставшееся (n) делится митотически на мужское (n) и женское (n) ядро.
Женское ядро каждой инфузории остается на месте, а мужское (n) по цитоплазматическому мостику перемещается в клетку партнера, где сливается с женским (n) ядром клетки-партнера.
В результате в каждой клетке сливается женское ядро (которое никуда не перемещалось) с мужским ядром клетки-партнера, переместившимся по цитоплазматическому мостику. При слиянии образуется синкарион.
Это и есть половой процесс у инфузорий, в результате него происходит обмен генетической информацией между клетками.
Балантидий
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Инфузория-туфелька — строение, питание, размножение, среда обитания, значение в природе
Инфузория туфелька － это одноклеточный организм, который относится к царству животных. Свое странное название получил за причудливую форму, напоминающую подошвенную часть туфли. Данный микроорганизм входит в группу альвеолят.
Описание и характеристика. Как выглядит инфузория туфелька
Под микроскопом инфузория имеет вид вытянутого и продолговатого организма с прозрачной структурой. Одноклеточная туфелька передвигается с помощью продольных ресничек, которыми покрыто ее тело. Общее количество этих отростков составляет от 10 до 15 тыс. в зависимости от размеров и возраста особи.
Каждая ресничка оснащена базальным тельцем. Размер туфельки от 0,1 до 0,3 мм. Фото этого организма, которые публикуются в учебниках по биологии и научных изданиях, полностью отображают его реальный внешний вид в естественной среде обитания.
Где обитает инфузория туфелька
Природной средой обитания инфузории туфельки являются все пресные водоемы со стоячей водой. В пруду, где отсутствует сток воды, концентрируется повышенный уровень простейших бактерий и органических веществ, которые служат питательной базой для одноклеточного организма.
Туфелька встречается в аквариумной воде, в которой присутствует большое количество илистых отложений.
Строение, передвижение инфузории туфельки
Одноклеточный организм этого вида имеет простую структуру с минимальным набором органоидов. Строение инфузории туфельки выглядит следующим образом:
Одноклеточный организм этого вида состоит из 2 сократительных вакуолей. Данные органоиды расположены в передней и задней части инфузории. Каждая вакуоль содержит резервуар для жидкости, соединенный трубчатыми каналами.
Блокировка и открытие вакуоли происходит через микроскопическую пору. В момент ее расширения трубочки резервуара заполняются жидкостью, которая поступает из цитоплазмы.
Система опорно-двигательного аппарата туфельки удерживается за счет взаимодействия ее цитоскелета с сетью микротрубочек.
В клеточной структуре простейшего организма содержатся следующие элементы:
Сухие вещества в составе инфузории туфельки занимают 6,8%. Одноклеточный организм на 58% состоит из белковых соединений, на 31,4% из липидов и на 3,65% из золы.
Питание инфузории туфельки
На поверхности тела туфельки расположен клеточный рот, который плавно переходит в глотку для поглощения органической пищи. Захватывание еды происходит специализированными ресничками, формирующими сложные структуры. Это ротовой аппарат одноклеточного организма, который вместе с потоком пресной воды всасывает в глотку простейших бактерий. Туфелька идентифицирует свою добычу путем проведения химического анализа окружающей жидкости.
Питается инфузория туфелька гнилостными бактериями, которые ухудшают качество пресной воды. Специализированные реснички, захватившие пищу, проталкивают ее в глотку, а затем добыча попадает в фагосому.
Поглощенная бактерия вместе с потоком цитоплазмы передвигается внутри одноклеточного организма, мигрируя от его передней к задней части. В этот период происходит расщепление пищи до уровня питательных веществ. Продукты пищеварения равномерно распределяются по цитоплазме, обеспечивая стабильную жизнедеятельность инфузории.
Выделение
Остатки пищи, которые не были усвоены организмом, выбрасываются за его пределы через заднюю часть клетки. Порошица у инфузории － это особый участок ее тела, обеспечивающий утилизацию продуктов метаболизма, не представляющих питательной ценности.
После удаления остатков пищи происходит слияние пищеварительной вакуоли с внешней мембраной клетки. Выделительная система образует мелкие пузырьки, которые вместе с микротрубочками направляются к донной части клеточной глотки. Запускается процесс формирования новой пищеварительной вакуоли.
Дыхание
Туфелька дышит всей поверхностью тела. В пресных водоемах, где низкая концентрация кислорода, одноклеточный организм обеспечивает стабильный газообмен за счет процесса гликолиза. Вещества с высоким содержанием азота выводятся через внешнюю мембрану клетки или путем активации сократительной вакуоли.
Размножение инфузории туфельки
Одноклеточный организм этого типа размножается путем бесполого деления. Несмотря на это, инфузории принимают участие в половом процессе, который неспособен привести к рождению новой особи.
Бесполое
Размножение туфельки по бесполому типу происходит в момент, когда клетка находится в активном состоянии. Достигнув зрелости, одноклеточный организм осуществляет поперечное деление. Образуется новая дочерняя особь с клеточным ртом, специализированными ресницами для захвата пищи, сократительными вакуолями.
Конъюгация － это форма полового процесса, который присутствует в жизни инфузорий. Туфельки, входящие в состав разных клонов, склеиваются ротовыми сторонами друг с другом. Между клеточными организмами формируется цитоплазматический мост. После этого происходит разрушение макронуклеусов с дальнейшим делением микронуклеусов путем мейоза. Результатом полового контакта инфузорий является образование 4 гаплоидных ядер, из которых 3 погибают в первые секунды после формирования.
Сохранившееся ядро делится митозом. На этом этапе в теле каждой инфузории образуется по 2 гаплоидных пронуклеуса. Первый тип ядра является женским, отличаясь стационарным расположением. Мужской пронуклеус имеет признаки мигрирующей органеллы. Одноклеточные организмы, вступающие в половой контакт, обмениваются мужскими гаплоидными ядрами. При этом женские пронуклеусы остаются у них внутри в неизменном виде. После этого мужские пронуклеусы объединяются, формируя диплоидное ядро (объемный синкарион). В результате полового контакта инфузорий не происходит рождение новой особи.
Функции и значение инфузорий в природе и жизни человека
Функциональное предназначение одноклеточной туфельки отображается в ее типе питания. Перемещаясь в пресном водоеме, этот организм беспрерывно проводит химический анализ водного пространства. Инфузория идентифицирует гнилостные бактерии, принимающие участие в разложении органических веществ. После того как добыча найдена, происходит ее захват с дальнейшим перевариванием. Инфузория необходима для регуляции численности бактериальных микроорганизмов, которые являются естественными обитателями пресных озер со стоячей водой.
Частые вопросы
В процессе изучения характеристик и особенностей строения инфузории довольно часто возникают следующие вопросы:
Тело туфельки содержит 2 сократительных вакуоли, которые расположены в ее передней и задней частях. Эти органоиды выполняют функцию пищеварения, выделения, перекачивания воды, захваченной вместе с бактериальными микроорганизмами.
Эти организмы выполняют аналогичные функции, но отличаются анатомическим строением системы жизнеобеспечения.
Туфелька имеет единую клеточную систему, объединенную общим цитоплазматическим пространством, системой вакуолей, режимом дыхания и выделения. Это единый многофункциональный организм со своим предназначением в пищевой цепи.
По типу питания туфелька относится к гетеротрофам.
Одноклеточный организм этого типа оснащен большим и малым ядром.
Естественной средой обитания инфузории являются пресные водоемы со стоячей и гниющей водой.
Этот одноклеточный организм относится к царству животных.
Инфузория － это простейший одноклеточный организм, питательной базой которого являются бактерии, проживающие в пресных водоемах. Размножение туфельки происходит бесполым путем с помощью поперечного деления клетки. В жизни человека инфузория играет важную роль, поддерживая баланс условно патогенной микрофлоры бессточных озер.
Инфузория-туфелька: внешнее и внутреннее строение, питание, размножение, значение в природе и жизни человека
К классу Инфузорий относится около 6 тыс. видов. Эти животные являются наиболее высокоорганизованными среди простейших.
Среда обитания инфузорий — морские и пресные воды, а также влажная почва. Значительное число видов инфузорий (около 1 тыс.) являются паразитами человека и животных.
С морфологическими и биологическими особенностями строения инфузорий познакомимся на примере типичного представителя — инфузории-туфельки.
Внешнее и внутренне строение инфузории туфельки
Инфузория-туфелька имеет размер около 0,1-0,3мм. Форма тела напоминает туфельку, потому она получила такое название.
Это животное имеет постоянную форму тела, так как эктоплазма снаружи уплотнена и образует пелликулу. Тело инфузорий покрыто ресничками. Их насчитывается около 10-15 тыс.
Характерной чертой строения инфузорий является наличие двух ядер: большого (макронуклеус) и малого (микронуклеус). С малым ядром связана передача наследственной информации, а с большим — регуляция жизненных функций. Инфузория-туфелька передвигается с помощью ресничек, передним (тупым) концом вперед и одновременно вращается вправо вдоль оси своего тела. Большая скорость движения инфузории зависит от веслообразного движения ресничек.
В эктоплазме туфельки имеются образования, называемые трихоцистами. Они выполняют защитную функцию. При раздражении инфузории-туфельки трихоцисты «выстреливают» наружу и превращаются в тонкие длинные нити, поражающие хищника. После использования одних трихоцист на их месте в эктоплазме простейшего развиваются новые.
Питание и органы выделения
Органеллами питания у инфузории-туфельки являются: предротовое углубление, клеточный рот и клеточная глотка. Бактерии и другие взвешенные в воде частицы вместе с водой загоняются околоротовыми ресничками через рот в глотку и попадают в пищеварительную вакуоль.
Органы питания инфузории-туфельки
Наполнившись пищей, вакуоль отрывается от глотки и увлекается током цитоплазмы. По мере передвижения вакуоли пища в ней переваривается пищеварительными ферментами и всасывается в эндоплазму. Затем пищеварительная вакуоль подходит к порошице и непереваренные остатки пищи выбрасываются наружу. Инфузории перестают питаться только в период размножения.
Органеллами осморегуляции и выделения у туфельки являются две сократительные, или пульсирующие, вакуоли с приводными канальцами.
Таким образом, инфузории, в сравнении с другими простейшими, имеют более сложное строение:
Размножение инфузории. Процесс конъюгации
Размножается инфузория путем поперечного деления, при котором сначала происходит деление ядер. Макронуклеус делится амитотически, а микронуклеус — митотически.
Время от времени у них происходит половой процесс, или конъюгация. Во время этого две инфузории, сближаются и тесно прикладываются друг к другу ротовыми отверстиями. При комнатной температуре в такой виде они плавают около 12ч. Большие ядра разрушаются и растворяются в цитоплазме.
Размножение инфузорий
Процесс конъюгации способствует тому, что в одном организме объединяются наследственные начала разных особей. Это приводит к повышению наследственной изменчивости и большей жизнестойкости организмов. Кроме того, развитие нового ядра и разрушение старого имеет большое значение в жизни инфузорий. Это связано с тем, что основные жизненные процессы и синтез белка в организме инфузорий контролируются большим ядром.
При длительном бесполом размножении у инфузорий снижается обмен веществ и темп деления. После конъюгации восстанавливается уровень обмена веществ и темп деления.
Значение инфузорий в природе и жизни человека
Установлено, что инфузории играют значительную роль в круговороте веществ в природе. Инфузориями питаются различные виды более крупных животных (мальки рыб).
Они служат регуляторами численности одноклеточных водорослей и бактерий, тем самым очищая водоемы.
Инфузории могут служить индикаторами степени загрязнения поверхностных вод — источников водоснабжения.
Инфузории, проживающие в почве, улучшают ее плодородие.
Человек разводит инфузорий в аквариумах для кормления рыб и их мальков.
В ряде стран широко встречаются заболевания человека и животных, вызываемые инфузориями. Особую опасность представляет инфузория балантидиум, обитающая в кишечнике свиньи и передающаяся человеку от животного.